Computational Chemistry

AG Sax:

Simulationen

Ein Schwerpunkt unserer Arbeit ist materialorientierte Chemie, hauptsaechlich die Simulation von schwachen Wechselwirkungen an Oberflaechen. In einem EU Projekt wird die Adsorption von kleinen Kohlenhydraten an Cellulose Oberflaechen und die Rolle von Wasser bei diesen Prozessen untersucht, ein zweiter Arbeitsschwerpunkt ist die Wechselwirkung von aromatischen Molekuelen und Carbon-Nanotubes beim Versuch diese zu loesen oder zu dispergieren.

Als Methoden wird Molekueldynamik fuer die Beschreibung dynamischer, zeitabhaengiger Effekte verwendet, ebenso fuer die Berechnung thermodynamischer Funktionen der Systeme.

Die Wechselwirkung zwischen Molekuelen wird sowohl mit empirischen Potenzialen als auch mit quantentheoretischen Methoden beschrieben.

Validierung

Ein Schwerpunkt der Arbeit ist die Validierung klassisch-mechanischer Methoden durch Vergleich mit quantentheoretischen Methoden an kleinen Modellsystemen.

Optimierungsprobleme

Ein anderer Arbeitsschwerpunkt umfasst angewandte Optimierungsaufgaben.

1) Die Transformation von delokalisierten Molekuelorbitalen auf lokalisierte Fragmentorbitale, um lokale, chemische Eigenschaften sichtbar zu machen. (Procrustes Problem)

1. Die Zerlegung von Wechselwirkungsenergien in Komponenten durch Modellannahmen ueber ihre Zusammensetzung. (Nichtlineare least square Fits mit Weibull-Verteilungen.)

Klassische quantenchemische Untersuchungen von Molekuelstrukturen und Reaktionsmechanismen

Das sind reine Applikationsarbeiten unter Verwendung existierender Software.

AG Fabian:

Zu den klassisch quantenchemischen Untersuchungen von Molekuelstrukturen und Reaktionsmechanismen zaehlen Berechnungen zur Derivatisierung pharmazeutisch bedeutsamer Wirkstoffe mittels Fluoreszenzmarkern zu deren quantitativer Analyse; Mechanismus und Selektivitaet diverser Cycloadditionsreaktionen; Einfluss von Protonierung/Deprotonierung (pH-Wert) auf Absorptions- und Fluoreszenzverhalten pharmazeutischer Wirkstoffe (u.a. Ciprofloxacin); molekulare Schalter basierend auf Tautmomerieverhalten; Einfluss von Natur und Position von Substituenten auf die Ringkonformation einfacher Zucker; Reaktionsmechanismen basenkatalysierter Reaktionen von Carbonylverbindungen; Struktur von Alkohol-Aromat (Benzene) Clustern zur Beschreibung von Fluessigkeitsmischungen mittels des “quantum cluster equilibrium” Modells.